PTN技术在智能电网中的应用

田新宇李麟

摘要：科学技术的日益发展使得人们更依赖于对各种科技产品的使用，从而使得对能源的需求日益加大，而电能占据其中的主要部分。随着时代的进步，以往的电网系统越来越难以满足用户的使用需求。传统的多业务传送平台网络无法提供数据分组业务、不具备端对端业务调度的功能，因而电力通信系统需要不断发展。目前，采用PTN技术对电力通信系统进行完善十分重要。本文从分析PTN的网络构架和特征入手，研究PTN技术在智能电网中的应用需求，并对电力系统分组传送网建设中PTN技术的使用进行了展望。

关键词：PTN技术；智能电网；电力通信

社会经济的蓬勃发展为各行各业带来了新的增长空间，这推动着电力行业进行电力通信系统的进一步升级，逐步建设成满足现代发展要求的智能电网。IP化是目前电力通信网络的发展趋势之一，IP业务的广泛应用使得传统的SDH传输系统越来越不能满足要求。为了弥补SDH技术对于数据业务传送效率低的缺点，逐步开发了PTN技术。

一、PTN的网络构架和特征

PTN技术以电力行业传统的通信技术为基础，通过结合近些年新出现的通信技术进行升级后产生的一种新的传输技术。PTN技术能够综合承载多种类型的业务、对业务进行了分组化，对于解决目前由于数据业务大规模增长而产生的电网承载能力不足的问题意义重大。PTN技术不仅沿袭了传统的SDH技术具有的强大的OAM能力、端对端业务配置和保护等优势，还解决了SDH技术带宽不足、传输效率低的缺点，对大规模的分组业务需求有良好的适应能力。

与SDH的网络构架类似，PTN的网络架构包含四大层：物理层、电路层、通道层和相应的段层。其中，通道层和段层起主要作用。通道层又包含两个阶层：低阶层和高阶层，低阶层能够有效的实现端对端业务的传输；而高阶层能够对多个顾客同时进行服务，使得传送网的运行更为通畅，还能有效建立和良好地监控传送网连接隧道。段层包括再生层和复用层，再生层能够定位和监测网络中出现的相应物理障碍；复用层能够有效的保证信息之间的连接，特别是在构建传送网通路和连接方面有重要的影响，更对监控链路质量起着重要作用。

PTN关键技术包括三个方面：同步技术、QoS技术和OAM保护技术。同步技术要求PTN能够保障时间和相应的网络的同步。因此，需要依托于TOP技术、CES技术和相应的时钟同步技术来实际进行TDM相关业务的处理。目前，通过利用相关物理层在接收节点上可靠高效的获取时钟信息，然后通过物理层中的比特流串行获取有效的时钟信息，可以使得网络频率也达到同步，从而达到时间和相应的网络同步。第二是QoS技术，QoS技术具有六个重点功能，分别为带宽保证、限制速率和相应的流量整形、标记、流分类和测量调度功能，使得当网络通信环节中存在大量用户时，能够使用宽带延迟以保障服务的使用。通过区分服务等相关机制使得QoS技术能够实现点对点及端对端之间的技术保障。第三是OAM保护技术，OAM层次化保护技术能够通过管理段层和隧道层来进行。

二、PTN技术在智能电力通信中的应用

2.1调度网中的应用

调度网对于电力建设有着较为重要的影响，各省市电网建设的实际情况不同，电力调度的实际情况也各有差异，目前将PTN技术依托于调度网环的构建，实际应用于调度网的过程一般是以县域作为网环的主干，以此为基础，把环网设置成接入层、汇聚层和核心层，提升传输网主干相关带宽。当带宽宽度足够大，满足了分组业务的实际需求时，也能够赋予调度网络较强的弹性管道能力。此外，引入PTN技术还能极大提升电力通信系统的实际效率和相应带宽。总的来说，在调度网中科学合理的应用PTN技术能够将电力通信网络建设得更加高效、智能，也有利于PTN技术的进一步推广。

2.2管理网中的应用

PTN技术不仅能应用于调度网中，还能应用于管理网中。PTN技术能够基于IP方面网络可视化而应用于优化管理网。在实际应用过程中，PTN技术能够将远程良好管理、业务间自动化端对端发放以及可视化配置业务发放的效率提高多达75%。此外，在管理网中应用PTN技术还能有效监测可视化方面故障，有利于对故障进行分析研究并制定相应的解决策略，PTN技术能够有效回避85%以上的无效警报，能够有效定位故障来源。PTN技术能够有效的支持相关工具的使用，对于管理网智能容量的缩小和避免其过扩增起到了较好的效果，这进一步增强了管理网运行的有效性，同时在实时监控管理网和评估管理网健康水平上也有很大的帮助。

2.3电力系统整体线路传输中的应用

光纤是目前电力传输网中的关键介质，利用光纤能够有效连接变电站和发电厂等处的电力设备与各个通信站点，引入PTN技术能够保障电力传输系统的效率和有效性。通过构建SDH方面的硬管道和相应的软管道，通过在PCM中内置相应的EPTN实现深度集成，从而解决传输设备和相应的PCM设备的兼容限制，进而可以达到这个目标。PTN技术的引入能够使得运行和维护等操作更加方便，使得线路在传输是遭遇故障的处理和在线的线路监测的数据能够更好的收集，传输过程中发生延迟现象的可能性更小。PTN技术的引进有效的保障了整个电力系统通信的流畅程度。总的来说，在调度网和管理网中引进PTN技术较为重要，而应用于整个电力传输系统也十分有必要。

三、PTN技术在智能电网中应用的展望

3.1多业务的统一承载

由于PTN技术具备端对端业务调度功能和区分服务机制，根据各个业务具有的不同的优先等级，PTN技术能够确保优先等级高的业务在网络的转发节点上能优先得到转发，使得每一业务流的QoS得到了保障。在电力行业引入PTN技术的初期，如果业务要求的实时性不高，可以使用PTN网络进行承载，而对于时效性要求较高的业务则先不使用PTN网络进行承载。随着PTN网络的持续使用，操作人员的技术熟练度得到提高，在对PTN技术相关性能测试得到充分保障后，可以把调度网上的业务转接到PTN网络上。

3.2业务隔离

在电力通信业务中，要求对各个分区的承载网络进行物理隔离，包括管道和网络级别的隔离。管道级别的物理隔离中，由于PTN技术承载了TDM业务，因此要严格的同其他业务进行物理隔离，主要是通过采用刚性管道并将带宽进行固定来实现；网络级别的隔离可以采用双平面组网方案，将Ⅰ/Ⅱ分区的业务与Ⅲ/Ⅳ分区的业务分别承载在不同的网络平面上，严格的进行物理隔离，各分区业务根据各自的需求特性组网，相互独立的发展。

3.3通信网络中的位置

PTN技术的优点主要体现在小颗粒业务上，对小颗粒业务的接入、汇聚和统计复用作用显著。由于高速增长的业务量，如果用PTN技术组建骨干层以上的网络则可能无法满足需求，因此一般用于组建汇聚层网络。而对于输电网络的骨干层，适合利用OTN技术组建；对于配电网络，PTN则可作为骨干层和汇聚层。此外，如果网络中对带宽容量的要求不是很高，PTN技术也可利用于组建骨干层。

结语

通过文章的分析，可以看出智能电网的建设是目前电力行业发展的重大趋势，而其中的关键就是PTN技术。随着不断地发展与改良，目前PTN技术已进一步走向成熟，在智能电网中利用PTN技术，能极大满足IP业务大量增长的需求，全面实现电力通信系统的优化升级。随着PTN技术使用的逐步推广，相应设备的部署也逐渐趋于完善，相关技术人员的数量也逐步增多，可以预见PTN技术将使得智能电网的建设更加完善。因此，电力行业需要进一步的利用PTN技术机制上的优势，加强智能电网的建设，着力解决电力通信发展中的问题，更好的为智能电网建设服务，这也是电力通信网络发展的重要课题。

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